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內容簡介

　　《智慧土肥建設方法研究與實踐探索》從智慧農業的內涵與特徵齣發，係統性地分析瞭智慧土肥的地位與作用、發展基礎及發展願景；進而基於土肥業務發展的智慧化需求齣發，提齣瞭智慧土肥的總體框架、技術體係，並對智慧土肥建設中的核心業務係統進行瞭需求分析和設計。然後，《智慧土肥建設方法研究與實踐探索》結閤各地區、各領域的智慧土肥實踐經驗，對智慧土肥的建設方法進行瞭研究，分析瞭智慧土肥建設的組織架構、推動策略、投入模式、標準規範建設策略、係統建設與整閤策略以及應用實施策略，以期為智慧土肥的推動與建設提供參考。

作者簡介

　　趙永誌，中共黨員，推廣研究員，北京市土肥工作站黨支部書記、站長。曾任北京市農業局辦公室副主任等職務。現兼任現代農業産業技術體係北京創新團隊土肥水功能研究室主任、崗位專傢，北京“12316農業服務熱綫”首席專傢，中國（北京）土壤學會、農學會、植物營養學會、農業經濟法研究會、農技推廣協會等9個專業學會的理事或副理事長，《中國農技推廣》、《中國當代創新人纔》、《科技創新引領跨越發展》、《北京農業》等農業科技期刊編委，農業部耕地質量建設與管理專傢指導組成員、《中國品牌農業産業聯盟》專傢顧問委員會副主任及《京郊日報》專傢顧問等。2000年以來，主持部、市級重點科技項目30多項，獲部、市級科技成果奬14項，其中一等奬5項，二等奬7項，實用發明專利4項，主持多項農業標準製定，在國傢級重點刊物上發錶論文40多篇、齣版技術專著和培訓教材9部，科技培訓聲像教材15部，多次被局級以上單位或部門授予先進工作者稱號。2010年被評為北京市先進工作者、中國時代改革創新百佳先鋒人物、科技成果管理與研究科技影響力人物、科學中國人年度人物。2011年被評為中國文化傳播發展時代影響力人物、科技成果管理與研究科技影響力人物、中國金橋奬先進工作者。
　　1983年畢業於北京農業大學農學係，一直從事農業科技研究推廣與農業科技管理工作。2000年以來，主持部市級重點科技項目30多項，獲部市級科技成果奬23項，其中一等奬6項、二等奬10項、實用發明專利4項，主持或參與多項農業標準製定，在國傢級重點刊物發錶論文70多篇、齣版技術專著12部。多次被局級以上單位或部門授予先進工作者稱號，2009年被評為中國土壤肥料60年具有影響人物；2010年被評為北京市先進工作者、中國時代改革創新百佳先鋒人物、科技成果管理與研究科技影響力人物、科學中國人（2010）年度人物；2011年被評為時代先鋒——中國優秀共産黨人、中國文化傳播發展時代影響力人物、中國金橋奬先進個人、北京市科普先進工作者；2012年被評為北京市農委係統優秀共産黨員、全國十大優秀推廣專傢、中國農業技術推廣協會先進個人、2012自主創新傑齣人物；2013年被評為全國十大優秀土肥專傢，中國科技創新人物，中國科技創新卓越成果奬，中國“三農”新聞人物，全國糧食生産突齣貢獻農業科技人員，北京市有突齣貢獻的科學、技術、管理人纔。

目錄

第一章 緒言
第一節 信息技術與農業智慧化
一、智慧農業提齣的背景
二、智慧農業的內涵
三、智慧農業的特徵
四、智慧農業發展的基礎與挑戰
第二節 智慧農業建設與土肥智慧發展
一、土肥工作是現代農業發展的基礎工作
二、智慧農業是土肥智慧發展的基礎
三、智慧土肥是智慧農業的有機組成部分
四、智慧土肥是土肥信息化的高級階段
第三節 土肥智慧化發展的基礎
一、網絡基礎
二、數據基礎
三、業務係統基礎
四、新技術應用示範基礎
第四節 土肥智慧化發展的願景

第二章 土肥業務智慧化需求分析
第一節 土肥業務概述
一、土肥工作對象與內容
二、土肥基本業務框架
第二節 土肥智慧業務需求分析
一、作物生長及需肥水規律智慧管理
二、耕地質量及肥力智慧管理
三、作物、肥、水關係動態控製與管理
四、土肥投人品智能監管
五、智慧土肥決策
六、土肥信息智慧服務
第三節 土肥智慧技術需求分析
一、土肥業務的技術過程分析
二、土肥智慧支撐技術需求分析

第三章 智慧土肥關鍵技術
第一節 關鍵技術體係框架
第二節 物聯網
一、物聯網的提齣
二、物聯網的內涵
三、物聯網的技術架構
四、物聯網的關鍵技術
五、物聯網在土肥中的應用
第三節 土肥信息采集技術
一、土肥信息傳感器技術
二、土肥圖像信息采集技術
三、遙感技術
四、土肥個體信息識彆技術
五、衛星導航信息采集技術
六、地理信息係統技術
第四節 土肥信息傳輸技術
一、無綫傳感網絡技術
二、移動通信技術
三、信息傳輸技術在土肥領域的應用
第五節 土肥信息處理技術
一、大數據技術
二、雲計算技術
三、計算機視覺信息處理技術
第六節 自動控製技術
第七節 智慧支撐技術
一、預測預警技術
二、模型技術
三、專傢係統技術
四、知識推理技術
五、本體及其應用

第四章 智慧土肥總體框架
第一節 建設原則
第二節 智慧土肥應用總體框架
一、智慧土肥層次框架
二、智慧土肥多級應用框架
第三節 感知終端架構設計
一、傳感設備布點基本方法
二、信息采集節點設計
第四節 傳輸網絡架構設計
一、智慧土肥傳輸網絡基本框架
二、無綫傳感網絡架構設計
第五節 智慧土肥應用支撐平颱設計
一、智慧土肥應用支撐平颱定位與框架
二、傳感設備接入管理係統
三、傳感設備編碼賦碼係統
四、傳感設備基礎信息管理係統
五、智慧土肥信息交換管理係統
六、智慧土肥信息整閤係統
七、智慧土肥信息位置服務係統
八、認證授權管理係統
九、雲存儲係統基本功能

第五章 智慧土肥核心應用係統需求與設計
第一節 作物生長及需肥水規律智慧管理係統
一、概述
二、業務需求
三、係統結構及功能
第二節 耕地質量及肥力智慧管理係統
一、概述
二、業務需求
三、係統構成及功能
第三節 作物、肥、水關係動態控製與管理係統
一、概述
二、智能灌溉子係統
三、智慧施肥子係統
第四節 農業投入品（肥料）智能監管係統
一、概述
二、總體框架
三、係統與功能設計
第五節 智慧設施農業係統
一、概述
二、業務需求
三、係統架構
四、功能設計
第六節 智能決策係統
一、概述
二、業務需求
三、主要模型
四、處理過程與係統結構

第六章 智慧土肥建設方法¨
第一節 智慧土肥建設的總體思路
第二節 智慧土肥建設的組織架構
第三節 智慧土肥推動策略
第四節 智慧土肥投人模式
第五節 智慧土肥標準規範建設
一、智慧土肥標準規範體係框架
二、智慧土肥標準建設策略
第六節 智慧土肥係統建設與整閤策略
一、當前智慧土肥係統建設模式
二、智慧土肥係統整閤策略
第七節 智慧土肥應用實施策略
一、區域試驗策略
二、因地製宜策略
三、地域推進策略
四、階段性推進策略

第七章 智慧土肥的萌芽
第一節 土肥智慧技術研究情況
一、土肥信息采集技術研究情況
二、作物監測技術研究情況
三、傳感網絡技術研究及應用
四、預測模型與預測方法研究情況
五、精準與變量技術研究情況
第二節 智慧土肥係統研究與建設情況
一、土肥信息自動監測係統建設情況
二、作物生長及需肥智能監測係統建設情況
三、自動控製係統建設情況
四、智能施肥係統建設情況
五、設施農業智慧化應用係統建設情況
六、決策與智慧支持係統建設情況
第三節 區域智慧土肥實踐進展情況
一、省級實踐案例
二、市級實踐案例
三、區縣級實踐案例
第四節 基於雲服務的智慧土肥係統構建與應用探索
一、概述
二、土壤養分采集布點策略分析
三、智慧施肥推薦係統

第八章 土肥智慧發展展望
第一節 智慧土肥技術發展的趨勢
第二節 當前智慧土肥建設中急需解決的問題
第三節 智慧土肥發展近期麵臨的主要任務
參考文獻

精彩書摘

　　（1）農業發展本身麵臨的挑戰　　①農産品數量需求壓力加大解決好13億人的吃飯問題始終是我國的頭等大事，我國人口不斷增多，耕地麵積不斷減少，農業生態惡化的趨勢還沒有根本遏製，保障農産品供給安全的壓力持續加大，改變這一狀況的根本齣路是轉變農業發展方式，利用信息技術改造傳統農業，提高農業資源利用率和勞動生産率，確保國傢農産品供給安全。　　②農産品質量安全形勢嚴峻農産品質量安全是保障人民群眾身心健康和生活質量的前提，是提高政府公信力的重要方麵，也是增強農業競爭力不可或缺的元素。近年來，農産品質量安全問題頻發，已成為影響社會和諧穩定及公共安全的重要問題。監測手段不足，信息技術應用不夠是原因之一，迫切需要利用現代信息技術對農産品從生産到餐桌進行全産業鏈質量監管。　　③農業生態環境亟待改善農業生態安全是國傢生態安全的重要組成部分，是實現農業可持續發展的基本前提。近年來，我國耕地、草原的農藥、化肥汙染以及水域的富營養化問題十分突齣，保護和修復生態環境，保障農業的可持續發展，迫切需要利用現代信息技術開展耕地質量、草原生態係統和漁業水域生態環境監測、分析、評價、預警及科學管理與調控。　　④農業規模化程度不高農業生産規模化是智慧農業得以推廣的前提，也是現代農業技術和設備進一步應用與推廣的重要條件。在市場經濟條件下，小規模生産在農産品價格和成本方麵，往往處於劣勢，農戶無力采用先進的技術和更新市場信息，無法參與激烈的市場競爭，使農業生産被壓在商品價值鏈的低端。這種小規模的農業生産模式嚴重影響瞭智慧農業的發展。　　⑤農業發展的綜閤化機械水平有待提高農業發展的機械化是智慧農業發展的重要物質基礎。2013年，我國農作物耕種收綜閤機械化水平達到59．5％，農業機械化水平有瞭大幅度的提高。但是農業發展綜閤機械化水平仍然麵臨睏難。由於地區之間、民族之間經濟和自然條件等方麵的差異，農業綜閤機械化水平發展不平衡；農業機械化結構不閤理；農業機械化麵臨的自然資源緊缺和生態環境的破壞等，這些問題嚴重影響瞭未來農業發展的方嚮。　　（2）農業信息化發展環境存在的問題　　①認識不到位由於我國農業農村信息化發展處於起步階段，一些地方農業部門尚未認識到加快推進農業農村信息化的重要性和緊迫性，尚未認識到發展農業農村信息化是轉變農業發展方式，實現城鄉統籌，促進農民增收的重要手段，導緻一些地方對發展農業農村信息化的積極性不高，投入力度不夠，措施不力。智慧農業發展迫切需要一批高素質的農業科研人員和農業科技推廣人　　②政策不明確農業農村信息化是一項惠及億萬農民的公益性事業，亟待各項政策扶持。我國目前尚沒有專門針對農業農村信息化的政策法規，各地缺乏麵嚮農業企業、農民專業閤作社、農民的各種優惠政策，導緻各地發展農業農村信息化的動力不足。　　③機製不靈活我國農業農村信息化發展尚沒有形成長效的運營機製，政府、農業企業、電信運營商以及IT企業等主體在農業農村信息化推進過程中的角色定位不夠明確，政府不夠主動，企業不夠積極。如何建立並完善農業農村信息化工作的長效運營機製是當前我國農業農村信息化推進工作麵臨的一大難題。　　④管理不規範我國農業農村信息化建設多頭並進，為信息化的發展注入瞭生機與活力，但也不可避免地齣現瞭條塊分割、各行其道的局麵，信息孤島現象嚴重。同時，由於缺乏相應的農業農村信息化標準規範，導緻農業農村信息化推進工作職責不明、管理不力，運行不暢，建設無序。　　（3）農業信息技術應用存在的問題　　①技術不成熟目前，我國農業信息技術産品主要産自高校和科研院所的實驗室，科研成果轉化率和産業化率不高，集成示範應用力度不夠，農業生産經營信息化所需的低成本、高質量的信息技術産品嚴重滯後，阻礙瞭我國農業信息技術的應用與推廣。取得廣泛應用的技術條件還不成熟，目前物聯網技術發展勢頭良好，但仍處於起步階段，技術研發和標準均需突破。雖然隨著寬帶技術、3G技術、智能終端的普及，突破瞭物聯網應用瓶頸，物聯網技術已在食品溯源、環境監控、設施農業等方麵得到應用。但真正實現物聯網技術在智慧農業中的廣泛應用還有差距。目前，物聯網技術在農業領域應用涵蓋瞭農業資源利用、農業生態環境監測、農業生産經營管理和農産品質量安全監管，並在政策扶持、技術研發、示範應用、人纔培養等方麵積纍瞭一定的經驗。但農業物聯網技術應用總體還處於初步應用階段，存在關鍵技術産品及集成體係成熟度較低、農業物聯網應用標準規範缺失、有效的運營機製和模式尚未建立、專業人纔缺乏等問題，迫切需要國傢開展農業物聯網技術應用示範項目，加快建設應用示範基地，深入開展相關技術研發和集成創新，探索産業化應用模式，製定農業物聯網應用標準規範，推進物聯網技術在農業領域的規模化、標準化、産業化應用。　　……

前言/序言

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